在土壤中掺入水泥、石灰、固化剂或其他固化材料，以期改良土体的路用性能。土壤固化剂主要包括无机化合物类、有机化合物类、复合化合物类等 ^[1,2,3]。国内外学者已研究固化剂或其他材料对土体工程性质的影响 ^[4,5,6]，如杨富民等 ^[7]结合某铁路铺设临时道路工程，向道路基层中掺入土壤固化剂，并进行无侧限抗压强度、水稳系数和凝结时间影响系数试验，发现固化土底基层混合料无侧限抗压强度、水稳系数、凝结时间影响系数均有所提高;Cui等 ^[8]利用离子土稳定剂等化学添加剂对特种黏土工程性能进行改进，处理后的土体累积孔隙体积和平均孔径减小;戴文亭等 ^[9]研究剑麻纤维结合某离子型固化剂对长春地区典型粗粒土的固化效果，发现加固土具有早期强度高、抗弯拉性能好、冻稳定性能好、水稳定性能好的优点。EFS土体稳定剂作为一种新型土壤固化剂，是一种高浓缩的离子型化合物，与土体中的成分发生溶解、结晶、吸收、扩散再结晶的链式化学反应，改变土体物理结构，有效降低外界因素对道路基层的影响，在道路基层底基层、水利工程、软土地基硬化等工程领域具有应用前景。但国内外对EFS基层固化效果的研究较少，因此设计多种EFS固化配合比方案，并对路基固化作用展开研究，给出配合比设计建议。

　　 试验所用基土均取自中国(绵阳)科技城游仙军民融合产业园道路工程，基土性能试验参考SL 237—1999《土工试验规程》和JTG E40—2007《公路土工试验规程》。土体含水率是土体3项基本物理指标之一，采用烘干法测得天然含水率为22.13%。颗粒分析试验采用筛分法和比重计法，其中粒径>0.075mm的颗粒采用筛分法，粒径<0.075mm的颗粒采用甲种密度计法，基土颗粒筛分试验结果如表1所示。

　　 液、塑限试验按液、塑限联合测定法进行，测得试件液限为31.02%，塑限为18.36%，计算得到塑性指数I_p=12.66，液性指数I_l=0.30，可知10<I_p<17，且液限<50%，根据黏性土命名规则，可命名为低液限粉质黏土;0.25<I_l<0.75，即土样呈可塑状态。有机质含量根据《公路土工试验规程》中的试验方法进行测定，测得有机质含量平均值为0.077 5%，满足CJJ/T 286—2018《土壤固化剂应用技术标准》的要求。

　　 对粗集料进行筛分试验和压碎值试验，试验参考JTG E42—2005《公路工程集料试验规程》进行。筛分试验结果如表2所示，压碎值试验结果如表3所示。

　　 碎石针片状颗粒含量能反映其是否具备抗压碎能力，若针片状颗粒过多，将影响碎石的抗压碎能力，进而影响工程应用效果。针片状颗粒含量试验分2组进行，每组试件取样≥8kg，第1组试件针片状含量为37.28%，第2组试件针片状含量为36.74%,2组试件平均值为37.01%，针片状颗粒含量的计算如式(1)所示:

　　 式中:Q_e为试件针片状颗粒含量(%);m₁为试件针片状颗粒总质量(g);m₀为试件总质量(g)。

　　 根据《土壤固化剂应用技术标准》中的要求，对固化土上、下基层外掺剂配合比进行设计，如表4所示，试件如图1所示。

　　 根据JTG E51—2009《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中的试验要求进行击实试验，得到不同配合比下固化土混合料最大干密度和最优含水率，如表5所示。由表5可知，最优含水率范围为8.04%～8.07%，现场施工时水分流失较快，建议将含水率控制为8.50%±1%。

　　 按《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》对试件进行7d无侧限抗压强度试验，试验结果如表6所示。

　　 《土壤固化剂应用技术标准》中要求三级固化土7d无侧限抗压强度≥2.5MPa。由表6可知:(1)上基层配合比A1组试件不满足要求，A2组试件离散性较大，与规范值相差较小，A3组试件满足规范要求;(2)A3组试件强度效果最优，95%保证率的强度代表值较A1,A2组试件分别高57.9%,30.4%，与文献[10](12%水泥+素土)相比，强度值高16.7%。

　　 《土壤固化剂应用技术标准》中要求一级固化土7d无侧限抗压强度应为1.5～2.0MPa。由表6可知:(1)下基层配合比B1～B3组试件均满足强度要求;(2)B3组试件强度效果最优，95%保证率的强度代表值较B1,B2组试件分别高43.8%,21.1%，较文献[10](6%水泥+素土)强度值高41.1%。试验结果表明，掺入EFS土体稳定剂后可大幅度提升试件性能，提高试件抗压强度。

　　 对比不同固化配合比方案下的抗压强度试验结果发现，以EFS土体稳定剂、水泥作为固化材料的试件，其无侧限抗压强度较大;提高水泥掺量可进一步增大固化土混合料的无侧限抗压强度。这主要因为水泥浆和EFS土体稳定剂将混合料胶结为整体，充分填充在土体颗粒之间，且EFS土体稳定剂改变了土颗粒的物理结构，破坏了毛细管，使试件内部形成更密实的结构，成为强度较高且耐久的板块，从而提高试件抗压强度 ^[11,12]，有效降低荷载等外部作用造成的影响。

　　 根据7d无侧限抗压强度试验结果，在保证强度要求的情况下，综合考虑经济性、可行性，上基层固化土最佳配合比为8.5%水泥+0.020%EFS土体稳定剂，下基层固化土最佳配合比为4.5%水泥+0.020%EFS土体稳定剂。

　　 水稳定性能指标包括强度变化及水稳系数，其中水稳系数以标准养护6d、泡水1d的稳定土试件与养护龄期7d的稳定土试件无侧限抗压强度平均值之比进行评定。固化土混合料试件经1d泡水后，未出现大量土体脱落现象，泡水前后试件对比如图2所示，可知试件质量变化不大，吸水量较少。水稳定性试验结果如表7所示。

　　 《土壤固化剂应用技术标准》中要求上、下基层水稳系数≥80%。由表7可知，上基层配合比A1,A2,A3组试件水稳系数均满足要求，较规范值高11%～16%。这主要因为EFS土体稳定剂使土体中的成分发生链式化学反应，将土颗粒由亲水性变为憎水性，经夯实或机械荷载作用后，形成稳定的整体板块，从而增加道路使用年限 ^[13,14,15]。

　　 《土壤固化剂应用技术标准》中要求4h凝结时间影响系数≥90%，本试验得到的4h凝结时间影响系数如表7所示。由表7可知:(1)上基层配合比A1～A3组、下基层配合比B1～B3组试件凝结时间影响系数均满足规范要求;(2)固化土混合料放置4h后成型对试件无侧限抗压强度无不利影响;(3)4h凝结时间影响系数的提高意味着可延长固化土基层混合料的施工时间，为实际施工提供有利条件。

　　 1)试验基土为低液限粉质黏土，可塑状态。粗集料针片状含量平均值为37.01%。固化土最优含水率为8.04%～8.07%，现场拌合时含水率建议控制为8.50%±1%。

　　 2)EFS土体稳定剂可提高固化土混合料无侧限抗压强度、水稳定性能，通过改变土体物理结构，提高试件路用性能。

　　 3)4h凝结时间影响系数的提高在理论上可延长固化土基层混合料的施工时间，为实际施工提供有利条件，但为达到更优的固化效果，应在固化土混合料拌合后尽快施工。

　　 4)将试验结果与经济性、可行性进行综合分析后，提出上基层最佳配合比为8.5%水泥+0.020%EFS土体稳定剂，95%保证率的强度代表值为3.0MPa，水稳系数为89%,4h凝结时间影响系数为93%;下基层最佳配合比为4.5%水泥+0.020%EFS土体稳定剂，95%保证率的强度代表值为1.9MPa，水稳系数为91%,4h凝结时间影响系数为95%。